[实用新型]一种太阳能集中热水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工程规模太阳能热利用技术领域，具体涉及一种优化的以太阳能为主的多热源联合供热系统。

背景技术

随着石油、煤炭、天然气等传统化石能源的日渐减少，以及使用这些化石能源所带来的日趋严峻的环境问题，发展各类清洁能源与可再生能源利用技术受到了越来越多的重视。其中，在建筑物上使用规模化的太阳能集热装置，为建筑物集中供应生活热水便是一种有效的可再生能源利用手段，并且具有优良的环保性能，因此，近年来其发展应用非常迅速。由于受制于气候因素，太阳能不能持续稳定供给，因此太阳能集中热水供应系统中往往设有热泵机组、电辅助加热器等辅助产热装置，从而构成多热源联合供热系统，尤其是太阳能热泵集中热水系统，近年来发展应用非常迅速。以太阳能为主的多热源联合供热系统的构造有多种方式，不同的系统构造流程决定了系统工作方式与控制策略的差异，也决定了系统综合能效比的高低差异；在相同气候条件和使用条件下，构造合理的系统，其年均综合能效比可能高达6～10，而构造不合理的系统，其年均综合能效比可能只有3～5。因此不同系统常年运行的能耗差别显著，系统造价也有明显差异。

这类以太阳能为主的多热源联合供热系统的热水生产和供应方式基本可分为两大类：一类是将冷水补入水箱，然后通过太阳能集热器、热泵机组、电辅助加热器对水箱进行循环加热，直至达到用户要求的用水温度，这种系统称为循环加热产水系统；这种系统构造方案主要有两大局限：一是水箱补入冷水后的加热升温阶段不能供应热水，这一时间段往往需要几个甚至十几个小时，所以这种系统不能适用于要求24小时供应热水的场合（如宾馆酒店），只能适用于定时间段用水的用户（如住宅、定时开放的集体浴室等）；设置多个水箱，或采用一些特殊的运行模式可能实现24小时供水，但将导致系统复杂并且能耗指标上升。相比于循环加热产水系统，另一类系统构成方案是冷水一次流经太阳能集热器或热泵机组，就可升高到用户要求的用水温度，补入水箱待用，相应系统称为直热产水系统；这种系统的太阳能集热器、热泵机组、电辅助加热器与水箱还构成循环回路，当水箱内的水因散热而温度降低时，利用所构成的循环回路，再将水箱内的水循环加热升温到所要求的温度；直热产水系统只用一个水箱便可实现24小时供应热水，系统综合能效比更高。

目前实际使用的以太阳能为主的多热源联合供热系统多为循环加热产水系统，存在以上所述的一些应用局限。一些实际应用案例或文献公开的直热产水系统往往构造复杂，造成系统建设成本和维护管理成本偏高；不尽合理的系统流程决定了其工作模式也不尽合理，不能达到最大限度地利用太阳能、提高热泵机组能效比、降低系统热损失、提高系统综合能效比、降低系统长期运行能耗的目标。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种结构简单的、可直热产水、运行效率高的太阳能与热泵及电加热器联合工作的集中热水系统，用于建筑物生活热水的集中生产和供应。

本实用新型的技术方案是：

一种太阳能集中热水系统，包括太阳能集热器阵列和水箱，水箱上的第一循环出水口、集热器循环泵、太阳能集热器阵列和水箱上的第一循环回水口通过管道依次连接，水箱与热水用水管网连接；所述集热器循环泵和太阳能集热器阵列之间设置有单向阀，所述单向阀与太阳能集热器阵列之间通过顶水电磁阀与自来水供水管道连接。

优选的，所述系统还包括热泵机组，所述热泵机组设有循环加热进水口、直热产水进水口和出水口；水箱上开设有第二循环出水口、第二循环回水口，第二循环出水口与机组循环泵、循环加热进水口通过管道依次连接，出水口与第二循环回水口用管道连接；直热产水进水口与自来水供水管道连接；水箱与热水用水管网连接。

优选的，所述水箱上开设有第三循环出水口和第三循环回水口，第三循环出水口、电辅热循环泵、电辅助加热器、第三循环回水口通过管道顺次连接。

优选的，所述太阳能集热器阵列沿水流方向的末端集热器的出口端设置集热器顶部水温传感器；所述水箱内设置有水箱水温传感器和水箱水位传感器；所述各个传感器与系统控制器件连接。

优选的，所述热泵机组的循环加热进水口和机组循环泵之间近热泵机组处设有热泵循环管路温度传感器和第一水流开关；所述电辅助加热器与电辅热循环泵之间设有电辅助加热循环管路温度传感器和第二水流开关；所述系统中的自来水供水管道上设置有防冻电伴热带；所述各个传感器与系统控制器件连接。